python调用c++库

时间:2022-05-23 LordofRobots 人气:0

c++运算速度快于python，python简单易写。很多时候对于已有的c++代码也不想用python重写，此时就自然而然地想到用python调用c或者c++，两全其美。
然而根据这些博客的说法，python只能实现c的调用，如果需要调用c++，还需要对c++代码进行额外的处理。

首先是python调用c代码：

//gcc -g -o libpycall_c.so -shared -fPIC pycall_c.c
#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
int foo(int a, int b) 
{ 
  printf("you input %d and %d\n", a, b); 
  return a+b; 
}

此处一定要用gcc进行编译，，如果用g++就搞成c++了，python不能直接调用c++！（我在这里报错了很久，因为我用的是g++）

import ctypes 
lib = ctypes.CDLL("./libpycall_c.so")   
lib.foo(1, 3) 
print '***finish***'

可见python调用c的方式还是很直接的。当调用c++时，使用g++编译生成C动态库的代码中的函数或者方法，需要使用extern “C”来进行编译。

//g++ -g -o libpycall.so -shared -fPIC pycall.c
#include <iostream>
using namespace std;
int foo(int a, int b){
    cout << "the number you input:" << a << "\t" << b << endl;
    return a + b;
}
extern "C" {
   int foo_(int a, int b){
       foo(a, b);  
    }
}

对应的python代码：

import ctypes 
lib = ctypes.CDLL("./libpycall.so")   
lib.foo_(1, 3) 
print '***finish***'

更高级一点，c++定义一个类，通过python调用c++类的方法。

首先写一个c++类：

//g++ -g -o libpycall.so -shared -fPIC -std=c++11 pycall.cpp
#include <iostream>

using namespace std;

class TestLib{
    private:
        int number = 0;

    public:
        void set_number(int num){
            number = num;
        }
        int get_number(){
            return number;
        }
}; 

extern "C" {
    TestLib obj;
    int get_number(){
        return obj.get_number();
    }
    void set_number(int num){
        obj.set_number(num);
    }
}

然后是python调用：

import ctypes

lib = ctypes.CDLL("./libpycall.so")
print lib.get_number()  #0
lib.set_number(10)
print lib.get_number()   #10

swig

Swig是一种软件开发工具，能让一些脚本语言调用C/C++语言的接口。它实现的方法是，通过编译程序将C/C++的声明文件(.i文件)编译成C/C++的包装器源代码(.c或.cxx)。通过直接调用这样的包装器接口，脚本语言可以间接调用C/C++语言的程序接口。SWIG支持的语言有：Perl, Python, Tcl, Ruby, Guile, and Java。

假如有这样一段C的代码，文件名为example.c：

/* File : example.c */

double  My_variable  = 3.0;

/* Compute factorial of n */
int  fact(int n) {
    if (n <= 1) return 1;
    else return n*fact(n-1);
}

/* Compute n mod m */
int my_mod(int n, int m) {
    return(n % m);
}

我们想在脚本语言的代码里面调用fact函数。可以通过一段非常简单的SWIG脚本，文件名为example.i：(这里的格式非常重要，即使第一行的注释也不能省略)

/* File : example.i */
%module example
%{
/* Put headers and other declarations here */
extern double My_variable;
extern int    fact(int);
extern int    my_mod(int n, int m);
%}

extern double My_variable;
extern int    fact(int);
extern int    my_mod(int n, int m);

这段.i文件分成3个部分：

第一部分是 %module example， %module是SWIG脚本的一个命令，它表示生成的包装器将在一个模块内的名称。
第二部分是%{… %}，这一部分的内容会原封不动的插入到xxxx_wrap.c或xxxx_wrap.cxx文件中。
第三部分就是剩下的部分了。这部分就是C语言或者C++语言的接口声明了。和C/C++的语法是一样的。

接下来以linux操作系统下，为python语言生成接口为例：

swig -python example.i

执行上述语句会生成两个文件example.py和example_wrap.c。 example.py就是python语言可以调用的example模块，而example_wrap.c则封装了example.c的封装器。

然后执行第二步：

gcc -c -fPIC example.c example_wrap.c -I/usr/include/python2.7

执行该步会生成两个o文件，example.o和example_wrap.o。

最后执行：

g++ -shared example.o example_wrap.o -o _example.so

这一步会将上面两个o文件封装成一个新的动态库，_example.so。在这之后就可以在python内直接调用example.c提供的接口了。

import example
print example.fact(3)
print example.cvar.My_variable   #注意这里的参数不能直接用，得用cvar。

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